Encontrar el material ideal para engranajes

A la hora de diseñar y fabricar engranajes, los materiales utilizados dependerán del tipo de engranaje que se fabrique y de cómo y dónde se vaya a utilizar.

En las estructuras de engranajes se utilizan habitualmente muchos tipos de materias primas, y cada material tiene sus mejores propiedades mecánicas y es la mejor opción.Las principales categorías de materiales son las aleaciones de cobre, las aleaciones de hierro, las aleaciones de aluminio y los termoplásticos.

1. Aleaciones de cobre

⚙️Cuandodiseñar un engranajeSi el material va a estar expuesto a un ambiente corrosivo o necesita ser no magnético, una aleación de cobre suele ser la mejor opción.

⚙️Las tres aleaciones de cobre más comunes utilizadas en engranajes son el latón, el bronce fosforoso y el bronce de aluminio.

⚙️Los engranajes generalmente están hechos de aleación de latón.engranajes rectosy bastidores, y se utilizarán en entornos de baja carga.

⚙️El bronce fosforoso mejora la resistencia al desgaste y la rigidez de la aleación. Su mayor resistencia a la corrosión y al desgaste convierte a las aleaciones de bronce fosforoso en una excelente opción para componentes de transmisión de alta fricción. Ejemplo:engranaje helicoidal

⚙️El bronce de aluminio es la tercera aleación de cobre utilizada en engranajes. Las aleaciones de bronce de aluminio tienen mayor resistencia al desgaste que las de bronce fosforoso y también una resistencia superior a la corrosión. Los engranajes típicos fabricados con aleaciones de bronce de aluminio incluyen engranajes helicoidales cruzados y engranajes de tornillo sin fin.

2. Aleaciones de hierro

⚙️Cuando undiseño de engranajesPara materiales que requieren una resistencia superior, las aleaciones de hierro son la mejor opción. En su estado bruto, el hierro gris se puede fundir y mecanizar para fabricar engranajes.

⚙️Existen cuatro designaciones principales de aleación de acero: acero al carbono, acero aleado, acero inoxidable y acero para herramientas. Las aleaciones de acero al carbono se utilizan para casi todo tipo de engranajes porque son fáciles de mecanizar, tienen buena resistencia al desgaste, se pueden endurecer, están ampliamente disponibles y son relativamente económicas.

⚙️Las aleaciones de acero al carbono se pueden clasificar además en acero dulce, acero de carbono medio y acero de alto carbono. Las aleaciones de acero dulce tienen menos del 0,30 % de contenido de carbono. Las aleaciones de acero de alto carbono tienen un contenido de carbono superior al 0,60 %, y los aceros de contenido medio se encuentran en un punto intermedio. Estos aceros son una buena opción paraengranajes rectos, engranajes helicoidales, cremalleras de engranajes,engranajes cónicos y tornillos sin fin.

3. Aleaciones de aluminio

⚙️Las aleaciones de aluminio son una buena alternativa a las aleaciones de hierro en aplicaciones que requieren una alta relación resistencia-peso. Un acabado superficial conocido como pasivación protege las aleaciones de aluminio de la oxidación y la corrosión.

⚙️Las aleaciones de aluminio no se pueden usar en ambientes de alta temperatura, ya que comienzan a deformarse a 400 °F. Las aleaciones de aluminio más comunes utilizadas en engranajes son la 2024, la 6061 y la 7075.

⚙️Estas tres aleaciones de aluminio pueden someterse a tratamiento térmico para mejorar su dureza. Los engranajes fabricados con aleaciones de aluminio incluyen:engranajes rectos, engranajes helicoidales, engranajes cónicos de dientes rectosy portaequipajes.

4. Termoplásticos

⚙️Los termoplásticos son la mejor opción para engranajes donde el peso es el criterio más importante. Los engranajes hechos de plástico se pueden mecanizar como los engranajes metálicos; sin embargo, algunos termoplásticos son más adecuados para la fabricación mediante moldeo por inyección. Uno de los termoplásticos moldeados por inyección más comunes es el acetal. Este material también se conoce como (POM). Los engranajes se pueden hacer de cualquiera de los dos polímeros. Estos pueden serengranajes rectos, engranajes helicoidales, ruedas helicoidales, engranajes cónicosy portaequipajes.